FR3038164A1 - CONTROL OF SYNCHRONOUS ROTOR COIL ELECTRIC MACHINE - Google Patents
CONTROL OF SYNCHRONOUS ROTOR COIL ELECTRIC MACHINE Download PDFInfo
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Abstract
Ce dispositif de commande (4) d'une machine électrique triphasée synchrone à rotor bobiné (2) pour véhicule automobile électrique ou véhicule hybride électrique, comprend un module de réception (6) des tensions (va, vb, vc, Vf) aux bornes des phases du stator et/ou du bobinage du rotor, un module de mesure (8) du courant (if) traversant le bobinage du rotor, un module de récupération (10) de la vitesse de rotation (ω) du rotor par rapport au stator et un estimateur du comportement des paramètres de fonctionnement de la machine électrique synchrone à rotor bobiné (16). En outre, l'estimateur est combiné à l'utilisation d'un observateur d'état et le dispositif de commande (4) comprend des moyens (14) pour recueillir des valeurs de référence des intensités (idref, iqref) traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor (d, q), ledit estimateur (16) étant apte à estimer les intensités traversant les phases du stator (id, iq) dans le repère diphasé lié au rotor (d, q) en fonction des grandeurs (va, vb, vc, vf, if, ω) mesurées par les modules de réception, de mesure et de récupération (6, 8, 10) et de valeurs de référence (idref, iqref) des intensités traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor.This control device (4) of a three-phase synchronous electric machine with a wound rotor (2) for an electric motor vehicle or an electric hybrid vehicle, comprises a module (6) for receiving voltages (va, vb, vc, Vf) at the terminals phases of the stator and / or winding of the rotor, a measuring module (8) of the current (if) passing through the rotor winding, a module (10) for recovering the speed of rotation (ω) of the rotor with respect to the stator and an estimator of the behavior of the operating parameters of the coiled rotor synchronous electric machine (16). In addition, the estimator is combined with the use of a state observer and the control device (4) comprises means (14) for collecting reference values of the intensities (idref, iqref) passing through the phases of the stator in a two-phase reference linked to the rotor (d, q), said estimator (16) being able to estimate the intensities passing through the phases of the stator (id, iq) in the two-phase reference linked to the rotor (d, q) as a function of magnitudes (va, vb, vc, vf, if, ω) measured by the reception, measurement and recovery modules (6, 8, 10) and reference values (idref, iqref) of the intensities passing through the phases of the stator in a two-phase reference linked to the rotor.
Description
1 Commande d'une machine électrique synchrone à rotor bobiné L'invention a pour domaine technique la commande de machines électriques et plus particulièrement la commande de machines électriques synchrones à rotor bobiné (MSRB). Les MSRB sont généralement utilisées comme une alternative aux machines électriques synchrones à aimants permanents (MSAP), en particulier dans des domaines d'application tels que les centrales de production d'énergie électrique et les alternateurs pour véhicules automobiles. Jusque récemment, les MSRB ont été peu utilisées dans des domaines d'applications nécessitant des performances dynamiques élevées, comme la propulsion des véhicules automobiles électriques et hybrides, de sorte que la commande de telles machines pour une utilisation dans le domaine automobile peut être significativement améliorée. Une MSRB comprend deux parties illustrées par la figure 1, un stator triphasé et un rotor bobiné. Le stator triphasé (phases a, b et c) est construit de façon à générer un champ magnétique tournant. Le rotor bobiné comporte un bobinage alimenté par un courant continu (phase f). L'amplitude du champ, créé dans l'entrefer, est variable et réglable à travers le courant circulant dans le bobinage du rotor. La bobine rotorique est un électro-aimant qui cherche à s'aligner avec le champ magnétique tournant produit par le stator. Le rotor tourne à la même fréquence que les courants statoriques, ce qui est à l'origine de l'appellation machine « synchrone ». Les inductances statoriques propres et mutuelles dépendent de la position 0 du rotor non cylindrique (dit à « pôles saillants »). La commande de la machine se fait dans un repère diphasé lié au rotor, par exemple le repère de Park. Le repère de Park est la transformée du repère statorique fixe par la transformation de rotation, ce qui nécessite la connaissance de la valeur de l'angle rotorique 0. La matrice de transformation de Park qui transforme les grandeurs 3038164 2 triphasées (a, b, c) en grandeurs continues (d, q, 0) est la suivante. Il est à noter que les composantes homopolaires (0) seront négligées dans la suite car le système triphasé est équilibré. (uta, 27z- ( 27-z- cos 8 cos -- cos 8 + x 3) \ 3) (a, (a, 27z- -sin 8 -sin ut-- -sin /B+-\ +- x 3) \ 3) NE 2 2 2 5 (Eq. 1) Le schéma équivalent de la machine électrique dans le repère de Park est illustré par la figure 2. La commande avancée des MSRB nécessite une bonne 10 connaissance de ses paramètres de fonctionnement, c'est-à-dire de la position (0) du rotor de la machine, des tensions (Vd, Vq) aux bornes des phases du stator dans le repère de Park, de la tension (Vf) aux bornes du bobinage du rotor, des intensités (Id, Iq) des phases du stator dans le repère de Park et de l'intensité (If) traversant le bobinage du 15 rotor. On emploie généralement pour cela : - un capteur de position branché sur l'arbre de sortie de la machine électrique, - trois capteurs d'intensité branchés respectivement sur les trois phases a, b et c, mesurant respectivement les intensités Ia, h, 1C, 20 - un capteur d'intensité branché sur le bobinage du rotor, - trois capteurs de tension branchés respectivement sur les trois phases a, b et c, mesurant respectivement les tensions Va, Vb, Vc, - un capteur de tension branché sur le bobinage du rotor, et - un calculateur apte à calculer les intensités Id et Iq et les 25 tensions Vd et Vq à partir des intensités Ia, Ib, I, et des tensions Va, Vb, V, grâce à la matrice de transformation de Park. Les paramètres mesurés 0, Id, Iq, If, Vd, Vq, Vf sont envoyés au contrôleur qui pilote la machine électrique.The invention relates to the control of electric machines and more particularly to the control of synchronous electric machines with wound rotor (MSRB). MSRBs are generally used as an alternative to Permanent Magnet Synchronous Electric Machines (MSAP), particularly in application areas such as power generation plants and automotive alternators. Until recently, MSRBs have been little used in application areas requiring high dynamic performance, such as the propulsion of electric and hybrid motor vehicles, so that the control of such machines for use in the automotive field can be significantly improved. . An MSRB comprises two parts illustrated in Figure 1, a three-phase stator and a wound rotor. The three-phase stator (phases a, b and c) is constructed to generate a rotating magnetic field. The wound rotor comprises a coil powered by a direct current (phase f). The amplitude of the field, created in the gap, is variable and adjustable through the current flowing in the rotor winding. The rotor coil is an electromagnet that seeks to align with the rotating magnetic field produced by the stator. The rotor rotates at the same frequency as the stator currents, which is at the origin of the "synchronous" machine name. The own and mutual stator inductances depend on the position 0 of the non-cylindrical rotor (called "salient poles"). The control of the machine is in a two-phase reference linked to the rotor, for example the Park mark. The Park mark is the transform of the fixed stator mark by the rotation transformation, which requires the knowledge of the value of the rotor angle 0. The transform matrix of Park which transforms the three-phase magnitudes 3038164 2 (a, b, c) in continuous quantities (d, q, 0) is the following. It should be noted that the homopolar components (0) will be neglected in the following because the three-phase system is balanced. (uta, 27z- (27-z-cos 8 cos-cos 8 + x 3) 3) (a, (a, 27z- -sin 8 -sin ut-- -sin / B + - \ + - x 3 3) NE 2 2 2 5 (Eq. 1) The equivalent diagram of the electrical machine in the Park mark is illustrated in FIG. 2. The advanced control of the MSRBs requires a good knowledge of its operating parameters. that is to say, the position (0) of the rotor of the machine, the voltages (Vd, Vq) across the stator phases in the Park mark, the voltage (Vf) at the terminals of the rotor winding, intensities (Id, Iq) of the stator phases in the Park marker and the intensity (If) passing through the rotor winding. This is usually done by: - a position sensor connected to the output shaft of the electrical machine, - three current sensors respectively connected to the three phases a, b and c, respectively measuring the intensities Ia, h, 1C A current sensor connected to the rotor winding, three voltage sensors connected respectively to the three phases a, b and c, respectively measuring the voltages Va, Vb, Vc, a voltage sensor connected to the rotor winding, and a computer capable of calculating the intensities Id and Iq and the voltages Vd and Vq from the intensities Ia, Ib, I and the voltages Va, Vb, V, thanks to the transformation matrix of Park . The measured parameters 0, Id, Iq, If, Vd, Vq, Vf are sent to the controller which controls the electrical machine.
3038164 3 En outre, on ajoute parfois un capteur apte à mesurer le couple résistant Cr s'appliquant sur l'arbre du rotor, pour permettre un contrôle plus robuste de la MSRB. La multiplication de capteurs mécaniques pour connaitre les 5 paramètres de fonctionnement de la MSRB présente toutefois de multiples inconvénients, en termes de coût, d'encombrement et de fiabilité du dispositif de commande. Au vu de ce qui précède, l'invention a pour but de permettre d'améliorer la fiabilité et la robustesse de la commande d'une MSRB, 10 tout en limitant le nombre de capteurs utilisés, qu'ils soient des capteurs mécaniques ou électriques. A cet effet, un dispositif de commande d'une machine électrique triphasée synchrone à rotor bobiné pour véhicule automobile électrique ou véhicule hybride électrique, comprend un module de 15 réception des tensions aux bornes des phases du stator et/ou du bobinage du rotor, un module de mesure du courant traversant le bobinage du rotor, un module de récupération de la vitesse de rotation du rotor par rapport au stator et un estimateur du comportement des paramètres de fonctionnement de la machine électrique synchrone à 20 rotor bobiné. L'estimateur est combiné à l'utilisation d'un observateur d'état. Le dispositif de commande comprend des moyens pour recueillir des valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor, ledit estimateur étant apte à estimer les intensités traversant les phases du stator dans le 25 repère diphasé lié au rotor en fonction des grandeurs déterminées par les modules de réception, de mesure et de récupération et de valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor. Pour recevoir les tensions aux bornes des phases du stator, le 30 module de réception peut comprendre des moyens matériels et logiciels pour recevoir de l'ordinateur de bord qui pilote la machine électrique les tensions aux bornes des phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor. Alternativement, le module de réception comprend des capteurs de tension capables de mesurer les tensions aux 3038164 4 bornes des phases du stator dans un repère triphasé lié au stator et le dispositif de commande comprend un calculateur capable d'exprimer les tensions aux bornes des phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor.In addition, a sensor capable of measuring the resistive torque Cr applying to the rotor shaft is sometimes added to allow a more robust control of the MSRB. The multiplication of mechanical sensors to know the operating parameters of the MSRB however has many disadvantages in terms of cost, size and reliability of the control device. In view of the above, the object of the invention is to make it possible to improve the reliability and the robustness of the control of an MSRB while limiting the number of sensors used, whether they are mechanical or electrical sensors. . For this purpose, a control device of a three-phase synchronous electric machine with a wound rotor for an electric motor vehicle or an electric hybrid vehicle comprises a module for receiving the voltages at the terminals of the phases of the stator and / or of the rotor winding, a measuring module of the current flowing through the rotor winding, a module for recovering the speed of rotation of the rotor relative to the stator and an estimator of the behavior of the operating parameters of the coiled rotor synchronous electric machine. The estimator is combined with the use of a state observer. The control device comprises means for collecting reference values of the intensities passing through the stator phases in a two-phase reference linked to the rotor, said estimator being able to estimate the intensities passing through the phases of the stator in the two-phase reference linked to the rotor. a function of the quantities determined by the reception, measurement and recovery modules and reference values of the intensities passing through the phases of the stator in a two-phase reference linked to the rotor. In order to receive the voltages at the terminals of the stator phases, the reception module may comprise hardware and software means for receiving from the on-board computer that drives the electrical machine the voltages at the terminals of the stator phases in a two-phase reference linked to the rotor. Alternatively, the reception module comprises voltage sensors capable of measuring the voltages at the terminals of the stator phases in a three-phase reference connected to the stator and the control device comprises a computer capable of expressing the voltages across the phases of the stator in a two-phase reference linked to the rotor.
5 Le module de mesure peut en outre comprendre un capteur capable de mesurer la tension aux bornes du bobinage du rotor. Alternativement, la tension aux bornes du bobinage du rotor est récupérée dans l'ordinateur de bord du véhicule. Le module de récupération peut comprendre un capteur de 10 vitesse capable de mesurer la vitesse de rotation du rotor par rapport au stator. Alternativement, le module de récupération comprend un capteur de position capable de mesurer la position du rotor par rapport au stator et le dispositif de commande comprend un moyen pour calculer la dérivée de la position par rapport au temps.The measurement module may further comprise a sensor capable of measuring the voltage across the rotor winding. Alternatively, the voltage across the rotor winding is recovered in the onboard computer of the vehicle. The recovery module may include a speed sensor capable of measuring the rotational speed of the rotor relative to the stator. Alternatively, the recovery module comprises a position sensor capable of measuring the position of the rotor relative to the stator and the controller comprises means for calculating the derivative of the position with respect to time.
15 Un tel dispositif de commande est notamment avantageux, en ce qu'il permet de commander la machine électrique synchrone à rotor bobiné en minimisant le nombre de capteurs fournissant des informations sur les grandeurs statoriques. Selon un autre aspect, un procédé de commande d'une machine 20 électrique triphasée synchrone à rotor bobiné pour véhicule automobile électrique ou véhicule hybride électrique, comprend au moins une itération au cours de laquelle : - on reçoit les tensions aux bornes des phases du stator et la tension aux bornes du bobinage du rotor, on mesure le courant 25 traversant le bobinage du rotor, et on récupère la vitesse de rotation du rotor par rapport au stator, - on recueille des valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor, et - on détermine les intensités traversant les phases du stator 30 dans un repère diphasé lié au rotor, l'intensité traversant le bobinage du rotor et la vitesse de rotation du rotor, par l'intermédiaire d'un modèle de comportement des paramètres de fonctionnement de la machine électrique synchrone à rotor bobiné combiné à l'utilisation d'un observateur d'état, en fonction notamment des valeurs de tension 3038164 5 aux bornes des phases du stator, des valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator dans le repère diphasé lié au rotor, de la tension aux bornes du bobinage du rotor, de l'intensité traversant le bobinage du rotor et de la vitesse de rotation du rotor par rapport au 5 stator. Dans un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé comprend au moins une itération au cours de laquelle : - on mesure les tensions aux bornes des phases du stator dans un repère triphasé fixe lié au stator, la tension aux bornes et le courant 10 traversant le bobinage du rotor, et la vitesse de rotation du rotor par rapport au stator, - on détermine les tensions aux bornes des phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor en fonction des mesures de tension dans le repère triphasé fixe, 15 - on recueille des valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor, et - on détermine les intensités traversant les phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor, l'intensité traversant le rotor et la vitesse de rotation du rotor, par l'intermédiaire d'un modèle de 20 comportement des paramètres de fonctionnement de la machine électrique synchrone à rotor bobiné combiné à l'utilisation d'un observateur d'état, en fonction notamment des mesures de tension aux bornes des phases du stator dans le repère diphasé lié au rotor, des valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator dans 25 le repère diphasé lié au rotor, de la tension et de l'intensité traversant le rotor et de la vitesse de rotation du rotor par rapport au stator. Avantageusement, on règle l'observateur par un algorithme de Kalman en version étendue discrète. Selon un mode de mise en oeuvre, on détermine en outre le 30 couple résistant appliqué au rotor, par l'intermédiaire du modèle de comportement des paramètres de fonctionnement de la machine électrique combinée à l'utilisation d'un observateur d'état. De préférence, les valeurs de référence des intensités traversant les phases du stator sont des valeurs estimées et mises à jour au cours 3038164 6 de l'itération précédente des intensités traversant les phases du stator ou des valeurs initiales prédéfinies. Pour le calcul de ces valeurs estimées et mises à jour des paramètres de fonctionnement, on définit, pour toute itération, un 5 vecteur d'état comprenant comme composantes des estimations provisoires ou mises à jour des paramètres de fonctionnement de la machine électrique à ladite itération. On peut alors mettre en oeuvre les étapes suivantes : - au cours d'une phase de prédiction, on détermine un vecteur 10 d'état provisoire à l'itération suivante et une matrice de covariance de l'erreur associée audit vecteur d'état provisoire à l'itération suivante, en fonction d'un vecteur d'état mis à jour à l'itération en cours, d'une matrice de covariance de l'erreur associée au vecteur d'état mis à jour à l'itération en cours, d'une matrice de covariance de l'incertitude du 15 système à l'itération en cours, - on détermine le gain de l'observateur à l'itération en cours en fonction de la matrice de covariance de l'erreur associée au vecteur d'état provisoire à l'itération suivante et d'une matrice de covariance de bruit de mesures à l'itération en cours, et 20 - on calcule le vecteur d'état mis à jour à l'itération suivante en fonction du gain de l'observateur à l'itération en cours et du vecteur d'état provisoire à l'itération suivante. Dans un tel mode de mise en oeuvre, les valeurs de la matrice de covariance de l'incertitude du système peuvent être constantes pour 25 toutes les itérations. Toujours dans ce mode de mise en oeuvre, les valeurs de la matrice de covariance de bruit de mesures sont constantes pour toutes les itérations. Dans un autre mode de mise en oeuvre, on peut en outre 30 mesurer les courants traversant les phases du stator dans un repère triphasé fixe lié au stator. Dans cet autre mode de mise en oeuvre, on peut exprimer les courants traversant les phases du stator dans un repère diphasé fixe lié au stator et on calcule la position du rotor à l'itération suivante en 3038164 7 fonction d'un vecteur d'état mis à jour à l'itération suivante et des courants traversant les phases du stator dans le repère diphasé fixe. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement 5 à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre les principaux éléments d'une MSRB dans un repère triphasé, - la figure 2 illustre les principaux éléments d'une MSRB dans 10 le repère de Park, - la figure 3 représente schématiquement un dispositif de commande d'une MSRB telle que celle des figures 1 et 2, et - la figure 4 illustre les principales étapes d'un procédé de commande selon l'invention.Such a control device is particularly advantageous in that it makes it possible to control the synchronous electric machine with wound rotor by minimizing the number of sensors providing information on the stator quantities. According to another aspect, a method for controlling a synchronous three-phase synchronous electric machine with a wound rotor for an electric motor vehicle or an electric hybrid vehicle comprises at least one iteration during which: the voltages at the terminals of the phases of the stator are received and the voltage across the winding of the rotor, the current passing through the rotor winding is measured, and the rotational speed of the rotor relative to the stator is recovered, reference values of the intensities passing through the phases of the stator are collected. a two-phase reference linked to the rotor, and the intensities passing through the phases of the stator 30 are determined in a two-phase reference linked to the rotor, the intensity passing through the rotor winding and the speed of rotation of the rotor, via a model of behavior of the operating parameters of the synchronous electric machine with wound rotor combined with the use of a state observer, in function n particularly voltage values 3038164 5 at the terminals of the stator phases, reference values of the intensities passing through the phases of the stator in the two-phase reference linked to the rotor, the voltage at the terminals of the rotor winding, the intensity passing through the winding rotor and rotational speed of the rotor relative to the stator. In a particular embodiment, the method comprises at least one iteration in the course of which: the voltages at the terminals of the stator phases are measured in a fixed three-phase reference connected to the stator, the terminal voltage and the current flowing through it; the winding of the rotor, and the speed of rotation of the rotor relative to the stator, the voltages at the terminals of the stator phases are determined in a two-phase reference linked to the rotor as a function of the voltage measurements in the fixed three-phase reference, collects reference values of the intensities passing through the phases of the stator in a two-phase reference linked to the rotor, and the intensities passing through the phases of the stator are determined in a two-phase reference linked to the rotor, the intensity passing through the rotor and the rotational speed of the rotor, by means of a model of behavior of the operating parameters of the synchronous electric machine with wound rotor combined with the use of an observ state, in particular according to the voltage measurements at the terminals of the stator phases in the two-phase reference linked to the rotor, the reference values of the intensities passing through the phases of the stator in the two-phase reference linked to the rotor, the voltage and the intensity passing through the rotor and the speed of rotation of the rotor relative to the stator. Advantageously, the observer is adjusted by a discrete extended version Kalman algorithm. According to one embodiment, the resistive torque applied to the rotor is further determined by the behavior model of the operating parameters of the electric machine combined with the use of a state observer. Preferably, the reference values of the intensities passing through the phases of the stator are values estimated and updated during the preceding iteration of the intensities passing through the phases of the stator or of the predefined initial values. For the calculation of these estimated and updated values of the operating parameters, for each iteration, a state vector comprising, as components, provisional or updated estimates of the operating parameters of the electrical machine at said iteration is defined. . The following steps can then be implemented: during a prediction phase, a provisional state vector is determined at the next iteration and a covariance matrix of the error associated with said provisional state vector at the next iteration, as a function of an updated state vector at the current iteration, of a covariance matrix of the error associated with the state vector updated at the current iteration , from a covariance matrix of the uncertainty of the system to the current iteration, - the gain of the observer at the current iteration is determined according to the covariance matrix of the error associated with the vector. from provisional state to the next iteration and from a noise covariance matrix of measurements to the current iteration, and the updated state vector is calculated at the next iteration according to the gain of the observer at the current iteration and the provisional state vector at the next iteration. In such an embodiment, the values of the covariance matrix of the system uncertainty may be constant for all iterations. Still in this embodiment, the values of the measurement noise covariance matrix are constant for all the iterations. In another embodiment, it is also possible to measure the currents flowing through the stator phases in a fixed three-phase reference connected to the stator. In this other embodiment, the currents flowing through the stator phases can be expressed in a fixed two-phase reference linked to the stator and the position of the rotor at the following iteration is calculated as a function of a state vector. updated at the next iteration and currents passing through the phases of the stator in the fixed two-phase reference. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. an MSRB in a three-phase reference, - Figure 2 illustrates the main elements of an MSRB in the Park reference, - Figure 3 schematically shows a control device of an MSRB such as that of Figures 1 and 2, and FIG. 4 illustrates the main steps of a control method according to the invention.
15 En référence à la figure 3, la MSRB 2 est contrôlée par un dispositif de commande 4. Le dispositif de commande 4 a pour fonction de déterminer les paramètres de fonctionnement de la MSRB 2. À cet effet, le dispositif de commande 4 comprend un module 20 de réception 6 doté de trois voltmètres respectivement aptes à mesurer les tensions va, vb et y, respectivement soumises aux bornes des phases a, b et c du stator de la MSRB 2, exprimées dans le repère triphasé lié au stator. Le dispositif de commande 4 comprend un module de mesure 8 25 comprenant un ampèremètre et un voltmètre reliés au bobinage du rotor de la MSRB 2, de manière à pouvoir recueillir la tension vf soumise aux bornes du bobinage du rotor et l'intensité if traversant ce bobinage. Un module de récupération 10 comprend un capteur mécanique, 30 capable de mesurer la position 0 du rotor par rapport au stator de la MSRB 2. Le module de récupération 10 est en outre doté de moyens matériels et logiciels pour calculer la vitesse de rotation w du rotor par 3038164 8 rapport au stator de la MSRB 2, en calculant la dérivée de la position 0 par rapport au temps. Le dispositif de commande 4 comprend un calculateur 12 doté des moyens matériels et logiciels pour exprimer les tensions soumises 5 aux bornes des phases du stator dans un repère diphasé lié au rotor, étant en l'espèce un repère de Park (d, q, 0). Le calculateur 12 recueille à cet effet les valeurs des tensions va, vb et y, mesurées par le module 6 et délivre en sortie les valeurs de tension vd et vq. Le choix du repère de Park est ici judicieux car il est particulièrement adapté à 10 la commande de machines électriques synchrones. Il en résulte une commande plus performante de la MSRB. Un module de mémorisation 14 comprend les moyens matériels et logiciels pour mémoriser des valeurs de référence d'intensité idref, iqref, ifref, de vitesse de rotation Wref et de couple résistant Crref.With reference to FIG. 3, the MSRB 2 is controlled by a control device 4. The function of the control device 4 is to determine the operating parameters of the MSRB 2. For this purpose, the control device 4 comprises a receiving module 6 having three voltmeters respectively capable of measuring the voltages, vb and y, respectively subject to the terminals of the phases a, b and c of the stator of the MSRB 2, expressed in the three-phase reference linked to the stator. The control device 4 comprises a measurement module 8 comprising an ammeter and a voltmeter connected to the rotor winding of the MSRB 2, so as to be able to collect the voltage vf subjected to the terminals of the rotor winding and the intensity through which it passes. winding. A recovery module 10 comprises a mechanical sensor, capable of measuring the position 0 of the rotor relative to the stator of the MSRB 2. The recovery module 10 is further provided with hardware and software means for calculating the rotation speed w of the rotor by 3038164 8 compared to the stator of the MSRB 2, calculating the derivative of the position 0 with respect to time. The control device 4 comprises a computer 12 provided with hardware and software means for expressing the voltages applied at the terminals of the stator phases in a two-phase reference linked to the rotor, being in this case a Park reference (d, q, 0). ). The computer 12 collects for this purpose the values of the voltages v v and y, measured by the module 6 and outputs the voltage values vd and vq. The choice of Park marker is here wise because it is particularly suitable for the control of synchronous electrical machines. This results in a better control of the MSRB. A storage module 14 comprises the hardware and software means for storing reference values of intensity idref, iqref, ifref, speed of rotation Wref and resistant torque Crref.
15 Un estimateur 16 recueille les valeurs de tension vd et yr, calculées par le calculateur 12, les valeurs de tension vf et d'intensité if mesurées par le module de mesure 8 et la valeur de vitesse de rotation w mesurée par le module de récupération 10. L'estimateur 16 recueille par ailleurs les valeurs de référence idref, iqref, ifref, Wref et 20 Crref stockées par le module 14. L'estimateur 16 comprend les moyens matériels et logiciels pour déterminer, en fonction des données mesurées et des données de référence, une estimation des valeurs à un instant t des paramètres de fonctionnement id, iq, if, O), Cr de la MSRB 2.An estimator 16 collects the voltage values vd and yr calculated by the computer 12, the voltage values vf and the intensity values measured by the measurement module 8 and the rotational speed value w measured by the recovery module. 10. The estimator 16 also collects the idref, iqref, ifref, Wref and Crref reference values stored by the module 14. The estimator 16 comprises the hardware and software means for determining, based on the measured data and the data. reference, an estimate of the values at time t of the operating parameters id, iq, if, O), Cr of the MSRB 2.
25 L'estimateur 16 est par ailleurs relié au module 14 de telle sorte que, chaque fois qu'une estimation des paramètres de fonctionnement est mise en oeuvre, les valeurs de référence sont actualisées comme suit : id idref, 30 iq iqref, if ifref, Wref et Cr Crref- 3038164 9 Pour déterminer les paramètres de fonctionnement en fonction des données mesurées et des données de référence, l'estimateur 16 met en oeuvre un procédé fondé sur les équations suivantes. Les données d'intensité et de tension des phases du stator de la 5 MSRB 2 peuvent être exprimées dans un repère diphasé (1:4(3,0) lié au stator en réalisant les projections depuis le repère triphasé (a, b, c). La matrice de transformation correspondant à une telle projection est la suivante. On note que les composantes homopolaires ne sont pas prises en compte.The estimator 16 is furthermore connected to the module 14 so that, whenever an estimate of the operating parameters is implemented, the reference values are updated as follows: idref, 30 iq iqref, ifref if To determine the operating parameters as a function of the measured data and the reference data, the estimator 16 implements a method based on the following equations. The intensity and voltage data of the MSRB 2 stator phases can be expressed in a two-phase reference (1: 4 (3.0) linked to the stator by making projections from the three-phase reference (a, b, c The transformation matrix corresponding to such a projection is as follows: It is noted that the homopolar components are not taken into account.
10 C32 1 -1/2 -1/2 (Eq. 2) 0 //2 -J/2 Ces données peuvent ensuite être modélisées dans un repère diphasé lié au rotor, en l'espèce un repère de Park (d, q, 0). Pour ce faire, on réalise les projections des grandeurs depuis le repère diphasé 15 lié au stator (a, (3, 0) avec la matrice de transformation : R(8) = Cos8 - Sin8 Sin B Cos (Eq. 3) Les équations électriques de la MSRB dans le repère de Park 20 (d, q, 0) s'écrivent sous la forme : (Eq. 4) Vd = Rsi d + Ld di di ,- coLgiq dt dt di vg = Rsi + L + co(M .1 f + L di d) q q dt di + L di f f dt dt Les équations mécaniques s'écrivent : (Eq. 5) J -d°= p(Cm-Cr) dt Cm= 1.5p [(Ld-Lq)id+Mifliq 3038164 10 Dans les équations (Eq. 4) et (Eq. 5), les grandeurs sont définies de la manière suivante : - vd : la tension appliquée à la phase statorique sur l'axe direct du repère de Park (d), c'est-à-dire la tension aux bornes d'un 5 enroulement diphasé équivalent aux enroulements triphasés, sur l'axe (d), - vq : la tension appliquée à la phase statorique sur l'axe quadratique du repère de Park (q), - vf : la tension rotorique, 10 - id le courant circulant dans la phase statorique sur l'axe d, - iq : le courant circulant dans la phase statorique sur l'axe q, - if : le courant rotorique - Rs : la résistance statorique - Rf : la résistance rotorique 15 - Ld, Lq et Lf : les inductances respectives des phases d, q et f, - M : l'inductance mutuelle maximale entre une phase statorique et la phase rotorique, - w = p*S2 - p : le nombre de paires de pôles de la MSRB, 20 - S2 : la vitesse de rotation du rotor, - J : l'inertie du rotor avec la charge, - Cur, : le couple moteur, et - Cr : le couple résistant. En supposant que le couple résistant varie très lentement par 25 rapport à la dynamique des courants, on déduit des équations (Eq. 4) et (Eq. 5) le système d'équation suivant : --1 i- - ld Ld 0 M vd lq = 0 Lq 0 If _ M 0 Lf x_ f_ 1 (1.5p[(Ld -Lq)id +Mif lig - pC') dco dt J dC, = n dt d dt (Eq. 6) RS -coLg 0 /cl wLd RS wM iq 0 0 RI 3038164 11 A partir des équations (Eq. 1) à (Eq. 6), l'estimateur 16 met en oeuvre un procédé de contrôle de la MSRB 2, schématiquement représenté en figure 4. Au cours de ce procédé, le système d'équations (Eq. 6) est évalué par l'estimateur 16 par la méthode de l'observateur 5 d' état. On rappelle qu'un observateur d'état, en automatique et en théorie de l'information, est une extension d'un modèle représenté sous forme de représentation d'état. Lorsque l'état d'un système n'est pas mesurable, on conçoit un observateur qui permet de reconstruire 10 l'état à partir d'un modèle du système dynamique et des mesures d'autres états. On définit un système à observer de la façon suivante : dt{-dx = f (x,u) On applique maintenant la méthode de l'observateur d'état à la commande de la MSRB 2.10 C32 1 -1/2 -1/2 (Eq. 2) 0 // 2 -J / 2 These data can then be modeled in a two-phase reference linked to the rotor, in this case a Park reference (d, q , 0). For this purpose, the quantities are projected from the two-phase reference point linked to the stator (a, (3, 0) with the transformation matrix: R (8) = Cos8 - Sin8 Sin B Cos (Eq.3) The equations The MSRB electrical signals in the Park reference frame (d, q, 0) are written in the form: (Eq.4) Vd = Rsi d + Ld di di, - coLgiq dt di vg = Rsi + L + co (M .1 f + L di d) qq dt di + L di ff dt dt The mechanical equations are written: (Eq.5) J -d ° = p (Cm-Cr) dt Cm = 1.5p [(Ld In equations (Eq.4) and (Eq.5), the quantities are defined in the following manner: vd: the voltage applied to the stator phase on the direct axis of the reference mark Park (d), that is to say the voltage across a two-phase winding equivalent to three-phase windings, on the axis (d), - vq: the voltage applied to the stator phase on the quadratic axis the Park mark (q), - the rotor voltage, 10 - id the current flowing in the stator phase on the axis d, - iq: the current flowing in the stator phase on the axis q, - if: the rotor current - Rs: the stator resistance - Rf: the rotor resistance 15 - Ld, Lq and Lf: the respective inductances phases d, q and f, - M: the maximum mutual inductance between a stator phase and the rotor phase, - w = p * S2 - p: the number of pairs of poles of the MSRB, 20 - S2: the speed rotor rotation, - J: the inertia of the rotor with the load, - Cur,: the motor torque, and - Cr: the resistant torque. Assuming that the resistive torque varies very slowly with respect to the dynamics of currents, equations (Eq.4) and (Eq.5) are derived from the following equation system: - 1 i - - ld Ld 0 M vd lq = 0 Lq 0 If _ M 0 Lf x_ f_ 1 (1.5p [(Ld -Lq) id + Mif lig - pC ') dco dt J dC, = n dt d dt (Eq 6) RS -coLg 0 From the equations (Eq.1) to (Eq.6), the estimator 16 implements a control method of the MSRB 2, schematically represented in FIG. During this process, the system of equations (Eq.6) is evaluated by the estimator 16 by the state observer method. It is recalled that a state observer, in automatic and in information theory, is an extension of a model represented as a state representation. When the state of a system is not measurable, an observer is conceived which makes it possible to reconstruct the state from a model of the dynamic system and measurements of other states. We define a system to be observed as follows: dt {-dx = f (x, u) We now apply the state observer method to the MSRB 2 command.
20 On définit le vecteur d'état x comme suit : 1d (Eq. 7) L'équation d'un observateur pour ce système s'écrit alors de la 15 façon suivante : d ' dtx = f (x,u) + K - h(3e)] (Eq. 8) y= h(x) x= if co Cr (Eq.9) On définit l'entrée u de l'observateur comme suit : 3038164 12 = Vd V (Eq. 10) V On définit la sortie y du système à observer comme suit : Y= f co (Eq. 11) 5 Le réglage de l'observateur se fait par le choix du gain K, qui multiplie le terme d'erreur. Dans ce mode de réalisation, l'observateur d'état est réglé par un algorithme de Kalman. L'algorithme de Kalman est une technique adaptative qui fait changer le gain d'observateur en 10 ligne de façon à minimiser le moindre carré de l'erreur d'estimation. Par ailleurs, cet algorithme présente l'avantage d'être réglable à travers des matrices de covariance, de l'incertitude du système et des bruits de mesure. Cela permet à l'utilisateur de maitriser le rapport rapidité/précision de l'observateur en fonction de chaque machine.The state vector x is defined as follows: 1d (Eq.7) The observer's equation for this system is then written as follows: dtx = f (x, u) + K - h (3e)] (Eq.8) y = h (x) x = if co Cr (Eq.9) We define the input u of the observer as follows: 3038164 12 = Vd V (Eq.10) V The output y of the system is defined as follows: Y = f co (Eq 11) The observer is adjusted by choosing the gain K, which multiplies the error term. In this embodiment, the state observer is set by a Kalman algorithm. The Kalman algorithm is an adaptive technique that changes the observer gain in line so as to minimize the least square of the estimation error. Moreover, this algorithm has the advantage of being adjustable through covariance matrices, system uncertainty and measurement noises. This allows the user to control the speed / precision ratio of the observer according to each machine.
15 L'algorithme de Kalman est donc un moyen de réglage d'un observateur d'état adapté à des systèmes non linéaires, tels que les machines électriques triphasées. On a représenté sur la figure 4 les quatre étapes constituant une itération du procédé de commande de la MSRB 2. Ce procédé a pour 20 fonction de permettre une commande avancée de la MSRB 2 en connaissant et en actualisant régulièrement les valeurs connues des paramètres de fonctionnement de la MSRB 2. Ce procédé comprend une pluralité d'itérations, chaque itération consistant en une actualisation des valeurs des paramètres de fonctionnement de la 25 MSRB 2. Par la suite, quel que soit l'entier i, on désignera par un vecteur d'état provisoire à l'itération Ii+i, c'est-à-dire un vecteur dont les composantes sont des estimations provisoires, faites lors de l'itération I, des paramètres de fonctionnement (id, ig, if, 00, Cr) de la 30 MSRB 2. Pour un même entier i, le vecteur d'état provisoire à 3038164 13 l'itération I +1 se distingue d'un vecteur d'état mis à jour 3e1+1,1,1 à l'itération dont les composantes sont des valeurs estimées et mises à jour des mêmes paramètres de fonctionnement à l'itération Ii+1. En d'autres termes, comme cela sera détaillé par la suite, au cours 5 d'une itération L, le vecteur d'état provisoire 3e1+1,1 est une estimation a priori de l'état du système à l'itération suivante le vecteur d'état mis à jour correspondant à l'estimation a posteriori de l'état du système à l'itération suivante En référence à la figure 4, une itération peut être initialisée 10 dès lors qu'on connaît les valeurs d'entrée et les valeurs d'état. Les valeurs d'entrée sont les composantes du vecteur u recueilli au début de l'itération en cours L. Les valeurs d'état sont les composantes du vecteur d'état mis à jour 3e1,1, caractérisant l'état du système à l'itération L, estimé au cours de l'itération précédente Si i=0, les 15 valeurs d'état du vecteur sont remplacées par les valeurs d'initialisation correspondantes. Quel que soit i, une itération débute par une première étape E01 de linéarisation du système d'équations (Eq 7) par calcul des matrices jacobiennes : af A-- 1 20 (Eq. 12) (Eq. 13) H = ah ax Les matrices A, et H, sont respectivement les jacobiennes des fonctions f et h définies dans l'équation (Eq. 7), par rapport à x. La 25 forme analytique de ces matrices est calculée par calcul symbolique et transcrite directement dans le procédé. Les valeurs des matrices A, et H, sont déterminés en fonction des valeurs d'état (courants, vitesse, position) au début de l'itération Au cours d'une seconde étape E02 de prédiction a priori de 30 l'état à l'itération L-pi, on détermine un vecteur d'état provisoire 3e1+1,1 et une matrice de covariance de l'erreur associée P1+111. Pour tout i>1, le vecteur d'état provisoire 3e1,/, est une estimation a priori du vecteur 3038164 14 d'état x à l'itération à partir du vecteur d'état mis à jour z et du vecteur d'entrée u,. La matrice de covariance de l'erreur 13,±11, reflète l'erreur associée à cette estimation a priori. Le vecteur d'état provisoire et la matrice de covariance de l'erreur associée sont 5 calculés comme suit : -3ciii+Ts-f 13,±11; PH; +Ts.(AixP; + Pix Q; (Eq. 14), où Ts représente la période d'échantillonnage, X,/, est le vecteur d'état mis à jour à l'itération P,/, est la matrice de covariance de l'erreur associée au vecteur d'état mis à jour X,/, et Q. 10 est la matrice de covariance de l'incertitude du système à l'itération L. La matrice de covariance de l'incertitude du système Q. rend compte de l'incertitude dans la définition du système, dû par exemple à l'apparition d'un bruit perturbant le système, à l'approximation de la modélisation du système ou à l'incertitude sur les valeurs employées 15 dans la modélisation. Une troisième étape E03 consiste à calculer le gain de l'observateur, en appliquant l'équation suivante : = x(II X[H X P+111 X(1-1 +Rill (Eq. 15), 20 où R est la matrice de covariance des bruits de mesures à l'itération I.. Enfin, au cours d'une quatrième étape E04, on réalise une phase de mise à jour a posteriori de l'état du système. Pour ce faire, on 25 recueille le vecteur de sortie y, dont on utilise les composantes correspondant aux mesures du courant if traversant le bobinage et de la vitesse de rotation w à la fin de l'itération L. La mise à jour est régie par l'équation suivante : - +Ki h()c1+111)] (Eq. 16). P+1/i+1 - Pi+11i +Ki X Hi X Pi+11i 30 3038164 15 A l'issue de l'étape E04, on dispose d'une estimation corrigée de l'état du système, en fonction de l'estimation a priori mise en oeuvre au cours de l'étape E02 et des dernières mesures contenues dans le vecteur de sortie y,.The Kalman algorithm is therefore a means of adjusting a state observer adapted to non-linear systems, such as three-phase electrical machines. FIG. 4 shows the four steps constituting an iteration of the MSRB 2 control method. The function of this method is to enable an advanced control of the MSRB 2 by knowing and regularly updating the known values of the operating parameters. This method comprises a plurality of iterations, each iteration consisting of an update of the values of the operating parameters of the MSRB 2. Thereafter, whatever the integer i, we denote by a vector d provisional state at the iteration Ii + i, that is to say a vector whose components are provisional estimates, made during the iteration I, of the operating parameters (id, ig, if, 00, Cr ) For the same integer i, the provisional state vector 3038164 13 the iteration I +1 is distinguished from an updated state vector 3e1 + 1,1,1 to the iteration whose components are estimated and updated values of same operating parameters at the Ii + 1 iteration. In other words, as will be detailed later, during an iteration L, the provisional state vector 3e1 + 1,1 is an estimate a priori of the state of the system at the next iteration the updated state vector corresponding to the posterior estimation of the state of the system at the next iteration With reference to FIG. 4, an iteration can be initialized as soon as the input values are known and the state values. The input values are the components of the vector u collected at the beginning of the current iteration L. The state values are the components of the updated state vector 3e1.1, characterizing the state of the system at the beginning of the current iteration. iteration L, estimated during the previous iteration If i = 0, the 15 state values of the vector are replaced by the corresponding initialization values. Whatever is i, an iteration starts with a first step E01 of linearization of the system of equations (Eq 7) by calculation of the Jacobian matrices: af A - 1 20 (Eq.12) (Eq.13) H = ah ax The matrices A, and H, respectively are the Jacobians of the functions f and h defined in the equation (Eq.7), with respect to x. The analytical form of these matrices is calculated by symbolic calculation and transcribed directly into the process. The values of the matrices A and H are determined as a function of the state values (currents, velocity, position) at the beginning of the iteration. During a second step E02 of a priori prediction of the state to the L-pi iteration, a provisional state vector 3e1 + 1,1 and a covariance matrix of the associated error P1 + 111 are determined. For any i> 1, the provisional state vector 3e1, /, is an a priori estimate of the state vector x at the iteration from the updated state vector z and the input vector u ,. The covariance matrix of error 13, ± 11, reflects the error associated with this estimate a priori. The provisional state vector and the covariance matrix of the associated error are calculated as follows: -3ciii + Ts-f 13, ± 11; PH; + Ts. (AixP; + Pix Q; (Eq. 14), where Ts represents the sampling period, X, /, is the state vector updated at the iteration P, /, is the matrix of covariance of the error associated with the updated state vector X, /, and Q. 10 is the covariance matrix of the uncertainty of the system at the iteration L. The covariance matrix of the uncertainty of the system Q accounts for the uncertainty in the system definition, for example due to the appearance of system disturbing noise, the approximation of system modeling, or the uncertainty of the values used in the modeling. A third step E03 consists in calculating the gain of the observer, by applying the following equation: = x (II X [HX P + 111 X (1-1 + Rill (Eq.15)), where R is the Finally, during a fourth step E04, a phase of updating the state of the system is carried out a retrospectively. the output vector y, whose components corresponding to the measurements of the current passing through the winding and the speed of rotation w are used at the end of the iteration L. The update is governed by the following equation: + Ki h () c1 + 111)] (Eq. 16). P + 1 / i + 1 - Pi + 11i + Ki X Hi X Pi + 11i 3038164 At the end of step E04, a corrected estimate of the state of the system is available, depending on the a priori estimation implemented during the step E02 and the last measurements contained in the output vector y ,.
5 On note que ce sont ces valeurs d'état mises à jour ou, autrement dit, les composantes du vecteur d'état mis à jour à l'itération qui vont être stockées puis utilisées comme valeurs de référence pour la mise en oeuvre de la deuxième étape E02 de l'itération suivante Ii+i. Cette étape E04 de mise à jour permet une 10 convergence plus rapide de l'estimation de l'état du système vers les valeurs réelles. Ainsi, par ce procédé, en connaissant à la base les valeurs des paramètres de fonctionnement vd, vd, vf au début de l'itération (vecteur d'entrée "0, en mémorisant les valeurs des paramètres de 15 fonctionnement id, id, if, co, Cr estimées au cours de l'itération précédente (vecteur d'état mis à jour 3e,/, à l'itération Ii) et en mesurant les valeurs des paramètres de fonctionnement if et w à la fin de l'itération (sortie du système y,), on estime de manière fiable et précise l'état du système à l'itération Ii+i. En d'autres termes, on 20 parvient à estimer de manière fiable et précise les paramètres de fonctionnement id, id, if, w, Cr à l'instant correspondant au début de l'itération Ii-pi. Pour une connaissance des paramètres de fonctionnement plus précise, on diminue la période d'échantillonnage T8, ce qui revient à 25 augmenter le nombre d'itérations par unité de temps. À chaque itération, on répète les quatre étapes E01 à E04 afin de disposer de valeurs d'état régulièrement mises à jour. Le réglage de l'observateur se fait par le choix des matrices Q et R7. Ce choix dépend du système à observer, des paramètres du 30 moteur et des bruits de mesure qui dépendent de l'environnement dans lequel fonctionne le moteur. Les règles générales de choix des matrices de covariance de l'incertitude et du bruit de mesures sont les suivantes : 3038164 16 - si on augmente les valeurs de la matrice de covariance de l'incertitude du système Q7, on donne moins de confiance aux mesures, et la dynamique de l'observateur devient plus rapide, et - si on augmente les valeurs de la matrice de covariance du 5 bruit de mesures R7, on donne plus de confiance aux mesures, ce qui augmente la précision en dépit de la rapidité. Les valeurs de la matrice de covariance de l'incertitude Qi où de la matrice de covariance du bruit de mesures Ri peuvent être constantes, quel que soit i. En d'autres termes, les matrices de 10 covariance restent les mêmes à chaque itération. Toutefois, on peut envisager sans sortir du cadre de l'invention une alternative dans laquelle les matrices Qi et Ri voient leurs valeurs modifiées d'une itération à la suivante. Ainsi, par ce procédé, le dispositif de commande de la MSRB 2 15 représenté en figure 3 peut déterminer, en fonction de valeurs des tensions vd, vq, vf, de l'intensité if et de la vitesse w, calculer les valeurs des intensités id, ich du couple Cr et calculer des valeurs filtrées de l'intensité if et de la vitesse (o. Dans le mode de réalisation représenté en figure 3, les tensions vd et vq sont déterminées par 20 calcul à partir des tensions mesurées va, vb, y, et de la position 0 ; la tension vf et l'intensité if sont mesurées ; et la vitesse w est calculée par dérivation de la position 0 par rapport au temps. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux, en ce qu'il dispense d'incorporer des capteurs d'intensité pour mesurer les intensités 25 traversant les phases du stator. L'invention permet par ailleurs d'estimer le couple résistant Cr appliqué à l'arbre moteur de la MSRB, ce qui permet un contrôle plus robuste, et ce sans qu'il soit nécessaire d'implémenter un capteur mécanique supplémentaire. On peut sans sortir du cadre de l'invention envisager de 30 déterminer les valeurs vd, vq, vf, If et w de manière alternative. Selon une première alternative, les tensions peuvent être directement extraites du signal de consigne fourni à la MSRB 2 et émis par l'ordinateur de bord du véhicule, les valeurs if et 0 étant mesurées. On peut pour ce faire soit extraire les valeurs de tension va, vb, y, et 3038164 17 vf, puis calculer vd et \Tg au moyen du calculateur 12, soit extraire directement les tensions vd, \ici et vf dans le repère de Park. Une telle alternative est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de piloter la MSRB avec deux capteurs seulement, un capteur d'intensité 5 et un capteur de position. Selon une deuxième alternative, on mesure la valeur de vitesse w au lieu de la position O. Le dispositif de commande est par ailleurs apte à mesurer les courants statoriques id et ifi dans un repère diphasé fixe. À cette fin, le dispositif de commande peut comprendre trois 10 ampèremètres chacun branché sur une phase a, b et c du stator de la MSRB 2. Les trois valeurs d'intensité relevées par les trois ampèremètres sont transformées par application de l'équation (Eq. 2). On peut alors, selon cette alternative, estimer la position du rotor d'après la formule suivante : ( Ipid -1a1q = atan +ii 15 flq) (Eq. 17) Ainsi, dans cette deuxième alternative, on pourra utiliser un capteur de vitesse de rotation, moins coûteux, au lieu d'un capteur de position pour déterminer la position 0 du rotor par rapport au stator. Ainsi, ce procédé et le dispositif de commande qui permet de le 20 mettre en oeuvre sont notamment avantageux, en ce qu'il devient facultatif d'utiliser des capteurs électriques ou mécaniques pour connaître les paramètres de fonctionnement id, id et Cr. L'invention ne nécessite pour fonctionner que deux capteurs, l'un servant à mesurer le courant traversant le bobinage du rotor et l'autre servant à mesurer la 25 vitesse de rotation du rotor. Si on souhaite minimiser le nombre de capteurs, on n'utilise que ces deux capteurs. On diminue ainsi le coût de production du véhicule sans conséquence au niveau de la performance de la commande de la MSRB. Si on ne souhaite pas supprimer les capteurs, 30 on augmente la fiabilité et la rapidité de la commande. En particulier, la MSRB reste contrôlable en cas de panne de l'un des capteurs.Note that it is these updated state values or, in other words, the components of the state vector updated at the iteration which will be stored and then used as reference values for the implementation of the state. second step E02 of the next iteration Ii + i. This update step E04 allows a faster convergence of the estimation of the state of the system to the actual values. Thus, by this method, by knowing at the base the values of the operating parameters vd, vd, vf at the beginning of the iteration (input vector "0, by memorizing the values of the operating parameters id, id, if , co, Cr estimated during the previous iteration (updated state vector 3e, /, at iteration Ii) and by measuring the values of the operating parameters if and w at the end of the iteration ( output of the system y,), the state of the system is estimated reliably and accurately at the iteration i i + i In other words, it is possible to reliably and accurately estimate the operating parameters id, id , if, w, Cr at the time corresponding to the start of the Ii-pi iteration For a more precise knowledge of the operating parameters, we decrease the sampling period T8, which amounts to 25 increasing the number of iterations per unit of time At each iteration, the four steps E01 to E04 are repeated in order to have regularly updated status values. The adjustment of the observer is done by the choice of matrices Q and R7. This choice depends on the system to be observed, the engine parameters and the measurement noises which depend on the environment in which the engine operates. The general rules for choosing covariance matrices for uncertainty and measurement noise are as follows: 3038164 16 - if the values of the covariance matrix of the uncertainty of the Q7 system are increased, the measurements are given less confidence , and the observer's dynamics become faster, and - if the values of the covariance matrix of the R7 measurement noise are increased, more confidence is given to the measurements, which increases the accuracy despite the speed. The values of the covariance matrix of the uncertainty Qi where the noise covariance matrix of measurements Ri can be constant, irrespective of i. In other words, the covariance matrices remain the same at each iteration. However, it is conceivable without departing from the scope of the invention an alternative in which the matrices Qi and Ri see their modified values from one iteration to the next. Thus, by this method, the control device of the MSRB 2 shown in FIG. 3 can determine, as a function of the values of the voltages vd, vq, vf, of the intensity f1 and of the speed w, to calculate the values of the intensities. id, ich of the pair Cr and calculate filtered values of the intensity i f and the velocity (o In the embodiment shown in FIG 3, the voltages vd and vq are determined by calculation from the voltages measured va, vb, y, and position 0, the voltage vf and the intensity if are measured, and the speed w is calculated by deriving the position 0 with respect to time.This embodiment is particularly advantageous, in that It dispenses with the incorporation of intensity sensors for measuring the intensities passing through the phases of the stator, and the invention makes it possible to estimate the resistive torque Cr applied to the motor shaft of the MSRB, which allows a greater degree of control. robust, and without it being necessary implement an additional mechanical sensor. Without departing from the scope of the invention, it is possible to determine the values vd, vq, vf, If and w alternatively. According to a first alternative, the voltages can be directly extracted from the setpoint signal supplied to the MSRB 2 and transmitted by the on-board computer of the vehicle, the values if and 0 being measured. This can be done by extracting the voltage values va, vb, y, and vf, then calculating vd and \ Tg by means of the calculator 12, or directly extracting the voltages vd, \ here and vf in the Park marker . Such an alternative is particularly advantageous in that it makes it possible to control the MSRB with only two sensors, an intensity sensor 5 and a position sensor. According to a second alternative, the speed value w is measured instead of the position O. The control device is also able to measure the stator currents id and ifi in a fixed two-phase reference. For this purpose, the control device may comprise three ammeters each connected to a phase a, b and c of the stator of MSRB 2. The three intensity values recorded by the three ammeters are transformed by applying the equation ( Eq 2). We can then, according to this alternative, estimate the position of the rotor according to the following formula: (Ipid -1a1q = atan + ii 15 flq) (Eq.17) Thus, in this second alternative, it will be possible to use a speed sensor rotation, less expensive, instead of a position sensor to determine the position 0 of the rotor relative to the stator. Thus, this method and the control device that makes it possible to implement it are particularly advantageous, in that it becomes optional to use electrical or mechanical sensors to know the operating parameters id, id and Cr. The invention requires only two sensors to function, one for measuring the current flowing through the rotor winding and the other for measuring the rotational speed of the rotor. If it is desired to minimize the number of sensors, only these two sensors are used. This reduces the cost of production of the vehicle without impact on the performance of the control of the MSRB. If we do not wish to delete the sensors, we increase the reliability and speed of the command. In particular, the MSRB remains controllable in the event of failure of one of the sensors.
3038164 18 Dans les deux cas, la fiabilité de la commande de la MSRB est améliorée tout en limitant la complexité, le coût de revient et l'encombrement du dispositif de commande.In both cases, the reliability of the control of the MSRB is improved while limiting the complexity, the cost and the size of the control device.
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